DE102010029505A1

DE102010029505A1 - Steering rack e.g. external power steering rack, for e.g. passenger car, has rack gear whose teeth are meshed with teeth of pinion, where profiles of individual teeth heads and teeth bases of teeth are formed as smooth curves

Info

Publication number: DE102010029505A1
Application number: DE201010029505
Authority: DE
Inventors: Michael Ilg; Christian Schroll; Andreas Eisenhuth
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2011-12-01

Abstract

The steering rack (1) has a cylindrical steering gear housing (2) for axially and movably supporting a rack gear (3), where teeth (4) of the rack gear are meshed with teeth (5) of a pinion (6). Profiles of individual teeth heads and teeth bases of the teeth are formed as smooth curves. Radii of curvatures of the profiles of the teeth heads and the teeth bases and depths of the teeth are aligned to each other such that a minimized clearance is provided. The pinion is connected with a steering shaft or a shaft of a servomotor in a torque-proof manner.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnstangenlenkung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Lenkgetriebegehäuse, in dem eine Zahnstange axialverschiebbar gelagert ist, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a rack and pinion steering, in particular for a motor vehicle, with a steering gear housing in which a toothed rack is mounted axially displaceable, according to the preamble of claim 1.

Zahnstangenlenkungen sind hinlänglich und beispielsweise aus „Fahrwerktechnik: Lenkung”, J. Reimpell, Vogel-Buchverlag, 1984. S. 70–90 bekannt.Rack and pinion steering systems are sufficient and, for example, out "Chassis Technology: Steering", J. Reimpell, Vogel-Buchverlag, 1984. pp. 70-90 known.

Zahnstangenlenkungen werden mit unterschiedlichen getrieblichen Verbindungen zwischen einer Zahnstange und einem Servomotor, welcher eine Lenkhilfskraft oder eine Fremdkraft zum axialen Verschieben der Zahnstange bereitstellt, gebaut. Zahnstangenlenkungen sind im Wesentlichen aus einem zylinderförmigen Lenkgetriebegehäuse gebildet, in dem eine Zahnstange axialverschiebbar angeordnet ist. Bei Hilfskraftlenkungen ist ein als Ritzel ausgebildetes Ende einer Lenksäule mittig oder seitlich, etwa quer zur Längsachse des Lenkgetriebegehäuses in einer Bohrung in das Lenkgetriebegehäuse eingesetzt und über eine Ritzellagerung gelagert. Das Ritzel kämmt mit einer in der Regel als Planverzahnung gebildeten Verzahnung der Zahnstange. Das Ritzel, in der Regel aber die Zahnstange werden mit einem in einer Axialführung des Lenkgetriebegehäuses eingesetzten Druckstück in Anlage aneinander gehalten. Eine Lenkhilfskraft wird beispielsweise über einen Kugelgewindetrieb mit einer axial unverschieblich in dem Lenkgetriebegehäuse gelagerten Kugelumlaufmutter, die in Eingriff mit einem Spindelabschnitt der Zahnstange ist, auf die Zahnstange von einem Servomotor übertragen. An den axialen Enden der Zahnstange sind Spurstangen und Radlenkhebel gelenkig mit der Zahnstange verbunden und werden bei einer Drehung des Ritzels und der Kugelumlaufmutter mit der Zahnstange verschoben.Rack and pinion steering systems are constructed with different geared connections between a rack and a servomotor providing a steering assist or an external force for axially displacing the rack. Rack and pinion steering are essentially formed from a cylindrical steering gear housing, in which a rack is arranged axially displaceable. In power steering a trained as a pinion end of a steering column is inserted centrally or laterally, approximately transversely to the longitudinal axis of the steering gear housing in a bore in the steering gear housing and mounted on a pinion bearing. The pinion meshes with a toothing of the rack, which is usually formed as a flat toothing. The pinion, but usually the rack are held together with a thrust piece inserted in an axial guide of the steering gear housing in abutment. A steering assist force is transmitted to the rack by a servomotor via a ball screw having a ball screw nut axially fixedly supported in the steering gear box, which is in engagement with a spindle portion of the rack. At the axial ends of the rack tie rods and Radlenkhebel are pivotally connected to the rack and are moved with a rotation of the pinion and the ball nut with the rack.

Insbesondere in Servo-Zahnstangenlenkungsgetrieben mit Einkoppelung der Servounterstützung über einen Kugelgewindetrieb wirkt im Lenkgetriebe auf die Zahnstange ein relativ hohes Drehmoment um die Zahnstangenlängsachse. Fast das gesamte, in die Kugelumlaufmutter zur Aufbringung der Servokraft eingeleitete Drehmoment wird auf die Zahnstange übertragen und muß abgestützt werden. Verdrehsicherungen an der Zahnstange, wie etwa ein dreieckförmiges Rückenprofil zusammen mit einem formschlüssig anliegenden Druckstück vermögen zwar diese Abstützung zu leisten, sind aber fertigungstechnisch aufwändig und erfordern aufgrund der Überbestimmung der Zahnstange, die durch das Zusammenwirken der Verzahnungen am Ritzel und an der Planverzahnung ausgerichtet wird, erhöhte Fertigungsgenauigkeiten.In particular, in servo rack and pinion steering gears with coupling of the servo assistance via a ball screw, a relatively high torque acts on the rack in the steering gear about the rack longitudinal axis. Almost all of the torque introduced into the ball nut for application of the servo force is transmitted to the rack and must be supported. Although anti-rotation on the rack, such as a triangular back profile together with a form-fitting pressure piece are able to provide this support, but are technically complex and require due to the overdetermination of the rack, which is aligned by the interaction of the teeth on the pinion and the face gear, increased manufacturing accuracy.

Bei Zahnstangen ohne diese formschlüssigen Verdrehsicherungen mit rundem Rückenprofil muß das gesamte Drehmoment durch die Verzahnung abgestützt werden, was bei dahingehend nicht modifizierten, Stirnradverzahnungen zu erhöhter Kantenbelastung an den Stirnflächen der Zahnstangenzähne und auch an den Ritzelzähnen führt, verbunden mit Verschleiß an den betreffenden Verzahnungen. Zudem weisen die bekannten dahingehenden Verzahnungen ein zu großes Kopfspiel auf, sodaß im Betrieb von Zahnstangen ohne Verdrehsicherung eine ständige Geräuschbildung durch das Verdrehen der Zahnstange um ihre Längsachse die Folge wäre.For racks without these form-locking anti-rotation with round back profile, the entire torque must be supported by the teeth, resulting in not modified to spur gear teeth to increased edge load on the faces of the rack teeth and also on the pinion teeth, associated with wear on the respective teeth. In addition, the known pertinent toothing on too large head play, so that in the operation of racks without rotation a constant noise by rotation of the rack about its longitudinal axis would result.

Der Erfindung liegt ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Zahnstangenlenkung anzugeben, beider das axiale Drehmoment der Zahnstange auf einfache Weise und ohne Inkaufnahme von unzulässigen Belastungen für die Verzahnungen der Zahnstange und einem mit der Zahnstange kämmenden Ritzel abgestützt ist.The invention is based on this prior art, the object to provide a rack and pinion steering, the axial torque of the rack is supported in a simple manner and without accepting impermissible loads on the teeth of the rack and meshing with the rack pinion.

Die Aufgabe wird mit einer Zahnstangenlenkung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.The object is achieved with a rack and pinion steering with the features of claim 1.

Dadurch dass die Profile der Zahnköpfe und des Zahngrundes zumindest einer Verzahnung – entweder an der Zahnstange oder an dem Ritzel – als glatte Kurven gestaltet sind, ist die Möglichkeit geschaffen, das Kopfspiel zwischen den beiden Verzahnungen sehr klein auszubilden, sodaß bereits vorzugsweise nach einem geringen Flankenverschleiß an den Zahnflanken der Verzahnungen eine, das Drehmoment in der Zahnstange abstützende Berührung zwischen Zahnkopf und Zahngrund ermöglicht ist.The fact that the profiles of the tooth tips and the tooth base of at least one toothing - either on the rack or on the pinion - are designed as smooth curves, the possibility is created, the head clearance between the two gears very small form, so that already preferably after a low flank wear on the tooth flanks of the teeth one, the torque in the rack supporting contact between the tooth head and tooth base is possible.

Bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Preferred embodiments emerge from the subclaims.

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Krümmungsradien der Profile von Zahnkopf und Zahngrund und die Zahnhöhen der betreffenden Profile so aufeinander abgestimmt, dass ein minimales Kopfspiel und ein verschleißarmes, mit geringer Flächenpressung versehenes Abwälzen der Verzahnungen auch im Zahngrund ermöglicht ist. Dabei können die das jeweilige Profil beschreibenden Krümmungsradien oder die Aneinanderreihung von verschiedenen Krümmungsradien im Zahngrundbereich und im Zahnkopfbereich oder auch an den Kontaktstellen der Verzahnungen identisch zueinander sein, d. h. das Verhältnis der Krümmungsradien ist etwa oder exakt 1. Es kann aber auch zweckmäßig sein, die Krümmungsradien am Zahnkopf kleiner zu wählen als am Zahngrund, d. h. ein Verhältnis der Krümmungsradien von etwa bis zu 1:1,9 ist möglich um einen geräuscharmen, verschleißarmen Betrieb der Servolenkung ohne eine zusätzliche Verdrehsicherung der Zahnstange zu ermöglichen.In a particularly preferred embodiment, the radii of curvature of the profiles of the tooth head and tooth base and the tooth heights of the respective profiles are coordinated so that a minimal head play and a low-wear, provided with low surface pressure rolling of the teeth is also possible in the tooth base. In this case, the radii of curvature describing the respective profile or the juxtaposition of different radii of curvature in the tooth base region and in the tooth crown region or also at the contact points of the toothings can be identical to one another, ie the ratio of the radii of curvature is approximately or exactly 1. However, it may also be expedient to use the radii of curvature To select smaller at the tooth tip than at the tooth base, ie a ratio of the radii of curvature of about up to 1: 1.9 is possible to a low-noise, low-wear operation of the power steering without to allow an additional rotation of the rack.

Es ergibt sich dabei über den gesamten abstützenden Kontaktbereich der Verzahnungen miteinander eine optimierte Schmiegung. Es kann auch zweckmäßig sein, das Verhältnis der Krümmungsradien an den Kontaktstellen der Verzahnungen und an Zahnkopf und Zahngrund für verschiedene Zahnpaare der Verzahnungen verschieden zu wählenThis results in an optimized osculation over the entire supporting contact region of the teeth. It may also be expedient to choose different the ratio of the radii of curvature at the contact points of the teeth and tooth tip and tooth base for different tooth pairs of teeth

In einem weiteren, bevorzugten Ausführungsbeispiel der Zahnstangenlenkung ist das Kopfspiel der Verzahnungen von Zahnstange und Ritzel etwa kleiner als 0,1 × Modul der Verzahnungen und die Verzahnungen aller Verzahnungspartner an der Zahnstange (alle in Eingriff mit der Zahnstange befindlichen Ritzel) und die Verzahnung der Zahnstange selbst sind in ihrer Profilform als glatte Kurven gebildet. Zumindest sind entweder die Profile der Zahnköpfe des Ritzels und der Zahngrunde der Zahnstange glatte Kurven oder die Profile der Zahnköpfe der Zahnstange und der Zahngrunde des Ritzels sind glatte Kurven.In a further preferred embodiment of the rack and pinion steering head play of the teeth of rack and pinion is about less than 0.1 × module of the teeth and the teeth of all teeth on the rack (all meshing with the rack pinion) and the teeth of the rack themselves are formed in their profile shape as smooth curves. At least either the profiles of the tooth tips of the pinion and the tooth base of the rack are smooth curves or the profiles of the tooth tips of the rack and the tooth base of the pinion are smooth curves.

Es kann auch zweckmäßig sein, insbesondere in einem Verzahnungsabschnitts-Bereich der Zahnstange, der nicht bei jeder Lenkbewegung überstrichen wird, die erfindungsgemäße Profilform nur an einzelnen Zähnen der Verzahnungen der Zahnstange oder des Ritzels vorzusehen. Durch diese konstruktive Maßnahme erhöht sich die Flexibilität in der technischen Umsetzung.It may also be expedient to provide the profile shape according to the invention only on individual teeth of the toothed rack or of the pinion, in particular in a toothed section region of the toothed rack which is not swept over during each steering movement. This constructive measure increases the flexibility in the technical implementation.

Es kann auch zweckmäßig sein, die erfindungsgemäße Profilform in Form einer glatten Kurve nicht über die gesamte Zahnbreite auszubilden, sondern vorzugsweise nur an den Zahnenden. Zwischen den Zahnenden kann die Profilform nicht stetig ableitbar, gemäß dem Stand der Technik, gebildet sein. Die Zahnstange kann ein kreisrundes oder teilkreisförmiges Rückenprofil aufweisen, so daß sich das Drehmoment ausschließlich an den Zahnköpfen und am Zahngrund der betreffenden Verzahnungen abstützt.It may also be expedient not to form the profile shape according to the invention in the form of a smooth curve over the entire tooth width, but preferably only at the tooth ends. Between the tooth ends, the profile shape can not be derived continuously, according to the prior art. The rack may have a circular or part-circular back profile, so that the torque is supported exclusively on the tooth tips and the tooth base of the respective teeth.

Das mit der Zahnstange kämmende Ritzel kann ein an einer Lenkwelle festgelegtes Ritzel und/oder ein Ritzel für eine Servomotorwelle sein, sodaß mit der erfindungsgemäßen Verzahnung an der Zahnstange und dem Ritzel sowohl eine Hilfskraftlenkung als auch eine Fremdkraftlenkung für einen Personenkraftwagen oder einen Nutzkraftwagen ausgestattet sein kann. Die Zahnstangenlenkung lässt sich beispielsweise als elektrische oder elektrohydraulische oder hydraulische Hilfskraftlenkung auslegen.The meshing with the rack pinion can be fixed to a steering shaft pinion and / or a pinion for a servo motor shaft, so that both a power steering and a power steering system for a passenger car or a commercial vehicle can be equipped with the inventive toothing on the rack and pinion , The rack and pinion steering can be designed, for example, as an electric or electro-hydraulic or hydraulic power steering system.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: ZahnstangenlenkungRack and pinion steering
22: LenkgetriebegehäuseSteering gear housing
33: ZahnStangerack
44: Verzahnung, an 3 Gearing, on 3
55: Verzahnung, an 6 Gearing, on 6
66: Ritzelpinion
77: Profil, v. 9 Profile, v. 9
88th: Profil, v. 10 Profile, v. 10
99: Zahnkopfaddendum
1010: Zahngrundtooth root
11_R,Z 11 _{R, Z}: Kurve, glatt, von ZahnkopfCurve, smooth, from tooth top
12_R,Z 12 _{R, Z}: Kurve, glatt von ZahngrundCurve, smooth of tooth base
1313: Anpreßeinrichtungpressing device
1414: DruckstückPressure piece
1515: Längsachselongitudinal axis
1616: Bohrungdrilling
1717: Druckfedercompression spring
1818: ZahnstangenrückseiteRack back
1919: KopfspielrundungHead game rounding
2020: Ritzelzahnpinion
r₁ r ₁: Krümmungsradiusradius of curvature
r₂ r ₂: Krümmungsradiusradius of curvature
cc: Kopfspielhead game
bb: Zahnbreitetooth width
h₁ h ₁: Zahnhöhe, v. 4 Tooth height, v. 4
h₂ h ₂: Zahnhöhe, v. 5 Tooth height, v. 5

Die Erfindung wird nun näher anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und anhand der beiliegenden Zeichnung wiedergegeben. In der Zeichnung zeigt:The invention will now be described in more detail with reference to an embodiment and reproduced with reference to the accompanying drawings. In the drawing shows:

1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Zahnstangenlenkung, 1 a schematic longitudinal section through a rack and pinion steering according to the invention,

2 einen teilweisen schematischen Längsschnitt durch eine Zahnstange und ein mit ihrer Verzahnung kämmendes Ritzel gemäß dem Stand der Technik, 2 a partial schematic longitudinal section through a rack and a meshing with their teeth pinion according to the prior art,

3 einen teilweisen schematischen Längsschnitt durch eine Zahnstange und ein mit ihrer Verzahnung kämmendes Ritzel gemäß der Erfindung, 3 a partial schematic longitudinal section through a rack and a meshing with their teeth pinion according to the invention,

4 einen schematischen Längsschnitt durch einen Zahn einer erfindungsgemäßen Verzahnung der Zahnstange oder des Ritzels. 4 a schematic longitudinal section through a tooth of a toothing according to the invention of the rack or pinion.

In 1 ist in einem teilweisen, schematischen Längsschnitt eine Zahnstangenlenkung 1 für einen Personenkraftwagen gezeigt. In einem zylinderförmigen Lenkgetriebegehäuse 2 der Zahnstangenlenkung 1 ist ein Ritzel 6 drehbar gelagert. Das Ritzel 6 ist mit einer Verzahnung 5 versehen, die mit einer Verzahnung 4 einer Zahnstange 3 in Eingriff ist. Die Zahnstange 3 ist axialverschiebbar in dem Lenkgetriebegehäuse 2 gelagert. Das Ritzel 6 ist unverschieblich in ein oder mehreren Lagern in dem Lenkgetriebegehäuse 2 gehalten. An der Zahnstange 3 sind zu beiden Seiten nicht gezeigte Spurstangen gelenkig festgelegt. Die Spurstangen sind wiederum in an sich bekannter Weise jeweils mit einem Radlenkhebel eines gelenkten Rades einer Achse des Personenkraftwagens verbunden.In 1 is in a partial, schematic longitudinal section a rack and pinion steering 1 shown for a passenger car. In a cylindrical steering gear housing 2 the rack and pinion steering 1 is a pinion 6 rotatably mounted. The pinion 6 is with a gearing 5 provided with a toothing 4 a rack 3 is engaged. The rack 3 is axially displaceable in the steering gear housing 2 stored. The pinion 6 is immovable in one or more bearings in the steering gear housing 2 held. At the rack 3 are not shown on both sides tie rods hinged. The tie rods are in turn connected in a conventional manner in each case with a wheel steering lever of a steered wheel of an axle of the passenger car.

Eine Anpresseinrichtung 13 weist ein Druckstück 14 auf, das entlang einer quer zu der Längsachse 15 der Zahnstange 3 geführten Bohrung 16 in dem Lenkgetriebegehäuse 2 axialverschieblich geführt ist. Das Druckstück 14 preßt unter Beaufschlagung durch eine Druckfeder 17 mit seiner, der Zahnstange 3 zugewandten Gleitfläche auf eine im Querschnitt kreisförmige Zahnstangenrückseite 18. Dadurch wird die Verzahnung 4 der Zahnstange 3 in Eingriff mit der Verzahnung 5 des Ritzels 6 gehalten.A pressing device 13 has a pressure piece 14 on that along a transverse to the longitudinal axis 15 the rack 3 guided drilling 16 in the steering gear housing 2 is guided axially displaceable. The pressure piece 14 presses under the action of a compression spring 17 with his, the rack 3 facing sliding surface on a circular cross-section rack rear 18 , This will make the gearing 4 the rack 3 in engagement with the teeth 5 of the pinion 6 held.

In 2 ist in einem ausschnittsweisen, schematischen Längsschnitt der Verzahnungseingriff eines Ritzels 6 und einer Zahnstange 3 gemäß dem Stand der Technik in der Art eines Evolventen-Zahnstangengetriebes gezeigt. Die Verzahnung 4 der Zahnstange 3 ist mit einem Zahnkopf-Profil 7 mit Kopfspielrundungen 19 gezeigt, wodurch sich ein großes Kopfspiel c beim Eingriff in die Verzahnung 5 des Ritzels 6 ergibt. Hingegen weist der Zahngrund 10 der Verzahnung 4 der Zahnstange 3 eine Profilform 8 auf, die eine glatte Kurve 12Z darstellt, mit einer stetigen Ableitbarkeit, ohne Knicke, wie dies beispielsweise auch bei dem Zahnkopf 9 des gezeigten Ritzelzahnes 20 in 3 der Fall ist. Die in 2 gezeigten Verzahnungen 4, 5 sind lediglich in der Lage, durch Flankenkontakt abzuwälzen. Eine Berührung von Zahnkopf und Zahngrund der Verzahnungen 4, 5 ist selbst nach geringem Flankenverschleiß nicht möglich. Somit ist auch eine Abstützung von um die Längsachse 15 der Zahnstange 3 wirkenden Drehmomenten, ausgehend von der Drehung einer nicht gezeigten, um einen Spindelabschnitt der Zahnstange 3 drehenden Mutter; nur unter deutlich erhöhter Flankenbelastung der Verzahnung möglich.In 2 is a fragmentary, schematic longitudinal section of the meshing engagement of a pinion 6 and a rack 3 according to the prior art in the manner of an involute rack and pinion gear shown. The gearing 4 the rack 3 is with a tooth-head profile 7 with head rounding 19 shown, resulting in a large head clearance c when engaging in the teeth 5 of the pinion 6 results. By contrast, the tooth base 10 the gearing 4 the rack 3 a profile shape 8th on that a smooth turn 12Z represents, with a steady derivability, without kinks, as for example in the tooth head 9 of the shown pinion tooth 20 in 3 the case is. In the 2 shown teeth 4 . 5 are only able to pass by flank contact. A touch of the tooth head and tooth base of the teeth 4 . 5 is not possible even after low flank wear. Thus, there is also a support of around the longitudinal axis 15 the rack 3 acting torques, starting from the rotation of a not shown, around a spindle portion of the rack 3 turning mother; only possible with significantly increased flank loading of the teeth.

Anders sind die geometrischen Verhältnisse bei der in 3 gezeigten, erfindungsgemäßen Verzahnungsgestaltung. Hier weisen die Zahnköpfe 9 beider Verzahnungen 4, 5 von Zahnstange 3 und Ritzel 6 abgerundete Zahnköpfe auf. Die Kopfprofile 7 der Zahnköpfe 9 stellen glatte Kurven 11R (Ritzel), 11Z (Zahnstange) dar, die neben einem stetigen Verlauf vor allem an jeder Stelle stetig ableitbar sind, d. h. keine Knicke aufweisen. Auch der Zahngrund 10 beider Verzahnungen 4, 5 ist in Bezug auf sein Profil 8 als glatte Kurve 12R (Ritzel), 12Z (Zahnstange) gebildet, d. h. der Profilverlauf bildet eine stetige und stetig ableitbare Kurve.The geometric conditions are different at the in 3 shown, inventive Verzahnungsgestaltung. Here are the teeth heads 9 both gears 4 . 5 from rack 3 and pinion 6 rounded tooth heads on. The head profiles 7 the tooth heads 9 make smooth curves 11R (Pinion), 11Z (Rack), which in addition to a steady course, especially at any point are continuously derivable, ie have no kinks. Also the tooth base 10 both gears 4 . 5 is in terms of his profile 8th as a smooth curve 12R (Pinion), 12Z (Rack) formed, ie the profile profile forms a steady and steadily derivable curve.

Die Krümmungsradien r₁, r₂ beider Profile 7, 8 sind so aufeinander abgestimmt, dass ein minimiertes Kopfspiel c möglich ist. Dieses minimierte Kopfspiel c wird durch ein Abstimmen der Zahnhöhen h₁, h₂ erreicht. Bereits nach geringem Flankenverschleiß kommen die Kopf- und Fußrundungsbereiche in Berührung und wälzen dann durch die gute Schmiegung miteinander ab. Durch das geringe Kopfspiel c ist es ermöglicht, daß die Zähne der beiden Verzahnungen 4, 5 sich so über ihre Breite gegeneinander abstützen können, dass ein Drehmoment, das in der Zahnstange 3 um deren Längsachse 15 wirkt, an dem Ritzel 6 abstützbar ist. Das Druckstück 14 und insbesondere die Zahnstangenrückseite 18 können daher eine kreisförmige oder teilkreisförmige Querschnittsform erhalten, die kostengünstig darstellbar ist.The radii of curvature r ₁ , r _{2 of} both profiles 7 . 8th are coordinated so that a minimized head play c is possible. This minimized head clearance c is achieved by tuning the tooth heights h ₁ , h ₂ . Even after a slight flank wear, the head and foot rounding areas come into contact and then roll off each other due to the good osculation. Due to the low head clearance c, it is possible that the teeth of the two gears 4 . 5 can support each other over their width against each other, that a torque in the rack 3 around its longitudinal axis 15 acts on the pinion 6 is supportable. The pressure piece 14 and in particular the rack rear 18 can therefore obtain a circular or part-circular cross-sectional shape, which is inexpensive to represent.

Wie 4 in einem schematischen Längsschnitt durch einen Zahn des Ritzels 6 zeigt, können die erfindungsgemäßen Profilmerkmale auch nur über einen Teilbereich der Zahnbreite b verwirklicht sein, sodaß etwa an den Enden des jeweiligen Zahnes oder Zahngrundes die erfindungsgemäßen Profile verwirklicht sind. In der Zahnmitte aber beispielsweise ein Zahnprofil oder Zahngrundprofil gemäß dem Stand der Technik mit nicht glatten Kurven als Profilquerschnitt verwendet wird.As 4 in a schematic longitudinal section through a tooth of the pinion 6 shows the profile features according to the invention can also be realized only over a portion of the tooth width b, so that approximately at the ends of the respective tooth or tooth root the profiles according to the invention are realized. In the middle of the tooth but for example a tooth profile or tooth base profile according to the prior art is used with non-smooth curves as a profile cross-section.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

"Chassis Technology: Steering", J. Reimpell, Vogel-Buchverlag, 1984. pp. 70-90 [0002]

Claims

Rack and pinion steering, in particular for a motor vehicle, with a steering gear housing ( 2 ) in which a rack ( 3 ) Is mounted axially displaceable and at least one toothing ( 4 ) of the rack ( 3 ) with at least one toothing ( 5 ) of a pinion ( 6 ), characterized in that the profiles ( 7 . 8th ) at least individual tooth heads ( 9 ) and tooth reason ( 10 ) at least one gearing ( 4 . 5 ) smooth curves ( 11R, Z . 12R, Z ) are.

Rack and pinion steering system according to claim 1, characterized in that the radii of curvature (r ₁ , r ₂ ) of the profiles ( 7 . 8th ) of tooth head ( 9 ) and tooth base ( 10 ) and the tooth heights (h ₁ , h ₂ ) of the toothings ( 4 . 5 ) are coordinated so that a minimized head play (c) is possible.

Rack and pinion steering system according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio of the radii of curvature (r ₁ , r ₂ ) at the contact points of the toothings ( 4 . 5 ) is coordinated so that the best possible osculation arises.

Rack and pinion steering system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ratio of the radii of curvature (r ₁ , r ₂ ) at the contact points in the region of the profiles ( 7 . 8th ) of tooth head ( 9 ) and tooth base ( 10 ) is between about 1 and 1.9.

Rack and pinion steering system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ratio of the radii of curvature (r ₁ , r ₂ ) of the profiles ( 7 . 8th ) is different for different Zähnepaare.

Rack and pinion steering system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the head play (c) of the toothings ( 4 . 5 ) of the rack ( 3 ) and the pinion ( 6 ) <0.1 × module of gearing ( 5 ) of the pinion ( 6 ).

Rack and pinion steering system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the profiles ( 7 . 8th ) of the gears ( 4 . 5 ) of rack ( 3 ) and pinion ( 6 ) smooth curves ( 11R, Z . 12R, Z ) are.

Rack and pinion steering system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the profiles ( 7 . 8th ) of the tooth heads ( 9 ) of the pinion ( 6 ) and the tooth reason ( 10 ) of the rack ( 3 ) smooth curves ( 11R . 12Z ) are.

Rack and pinion steering system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the profiles ( 7 . 8th ) of the tooth heads ( 9 ) of the rack ( 3 ) and the tooth reason ( 10 ) of the pinion ( 6 ) smooth curves ( 11Z . 12R ) are.

Rack and pinion steering system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the profiles ( 7 . 8th ) of the gears ( 4 . 5 ) are executed only on individual teeth.

Rack and pinion steering system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the profiles ( 7 . 8th ) of the gears ( 4 . 5 ) only partially over the tooth width ( 6 ) are executed.

Rack and pinion steering system according to one of claims 1 to 11, characterized in that the pinion ( 6 ) is rotatably connected to a steering shaft or to a shaft of a servomotor.

Rack and pinion steering system according to one of claims 1 to 12, characterized in that the rack and pinion steering ( 1 ) is an electric or electro-hydraulic or hydraulic power steering or power steering system.

Rack and pinion steering system according to one of claims 1 to 13, characterized in that the rack and pinion steering ( 1 ) is used in a passenger car or commercial vehicle.